(57)【要約】【課題】インタポーザを用いずに、センサ面の押圧による湾曲が小さな指紋センサ用半導体装置を提供する。また、曲げによる破損が少なく信頼性の高い指紋センサ用半導体装置を提供する。【解決手段】上面にセンサ面１ａが、下面に外部端子４が形成された半導体基板１の下面に、窪み８（例えば溝８ａ）を形成し、この窪み８を埋め込み下面を封止する第２封止樹脂７を設ける。窪み８の深さ分、硬い第２封止樹脂７が厚くなるので、センサ用半導体装置１００の曲げ剛性が大きくなる。他の構成は、第２封止樹脂７の下面に弾性体の補強プレートを設けて、曲げ剛性を大きくする。さらなる他の構成は、半導体基板の周縁に沿って枠状の溝を設ける。【選択図】図１
2007114126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の主面にセンサ面を有するセンサ回路が形成され、他方の主面に配線が形成された半導体基板と、
前記センサ面を表出する開口部を有し、前記開口部を除く前記一方の主面上全面に設けられた第１封止樹脂と、
前記他方の主面上全面に設けられた第２封止樹脂と、
前記半導体基板を貫通して前記センサ回路と前記配線とを接続する接続配線と、
一端が前記配線に接続し、前記第２封止樹脂を貫通して他端が前記第２封止樹脂から突出する外部端子とを有する半導体装置において、
前記半導体基板の前記他方の主面に窪みが形成され、前記窪みには前記第２封止樹脂が埋め込まれていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
一方の主面にセンサ面を有するセンサ回路が形成され、他方の主面に配線が形成された半導体基板と、
前記センサ面を表出する開口部を有し、前記開口部を除く前記一方の主面上全面に設けられた第１封止樹脂と、
前記他方の主面上全面に設けられた第２封止樹脂と、
前記半導体基板を貫通して前記センサ回路と前記配線とを接続する接続配線と、
一端が前記配線に接続し、前記第２封止樹脂を貫通して他端が前記第２封止樹脂から突出する外部端子とを有するセンサ用半導体装置において、
前記第２の封止樹脂の前記半導体基板と対向する面とは反対の面に、補強板が設けられていることを特徴とするセンサ用半導体装置。
【請求項３】
一方の主面にセンサ面を有するセンサ回路が形成され、他方の主面に配線が形成された半導体基板と、
前記センサ面を表出する開口部を有し、前記開口部を除く前記一方の主面上全面に設けられた第１封止樹脂と、
前記他方の主面上全面に設けられた第２封止樹脂と、
前記半導体基板を貫通して前記センサ回路と前記配線とを接続する接続配線と、
一端が前記配線に接続し、前記第２封止樹脂を貫通して他端が前記第２封止樹脂から突出する外部端子とを有する半導体装置において、
前記半導体基板の前記一方の主面及び他方の主面には外周に沿って枠状の溝が形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
半導体ウエーハの一方の主面に複数のセンサ回路を形成する工程と、
一端が前記センサ回路に接続し前記半導体ウエーハを貫通する接続配線を形成する工程と、
前記半導体ウエーハの他方の主面に前記接続配線に接続する配線を形成する工程と、
前記配線上に外部端子を形成する工程と、
前記半導体ウエーハの前記他方の主面に窪みを形成する工程と、
前記半導体ウエーハの前記一方の主面を被覆する第１封止樹脂を形成する工程と、
前記半導体ウエーハの前記窪みを埋め込み前記他方の主面を被覆する第２封止樹脂を形成する工程と、
前記第１封止樹脂、前記第２封止樹脂及び前記半導体ウエーハを一括して切断する工程とを有することを特徴とする付記１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
半導体ウエーハの一方の主面に複数のセンサ回路を形成する工程と、
一端が前記センサ回路に接続し前記半導体ウエーハを貫通する接続配線を形成する工程と、
前記半導体ウエーハの他方の主面に前記接続配線に接続する配線を形成する工程と、
前記配線上に外部端子を形成する工程と、
前記半導体ウエーハの前記一方の主面を被覆する第１封止樹脂を形成する工程と、
前記半導体ウエーハの前記窪みを埋め込み前記他方の主面を被覆する第２封止樹脂を形成する工程と、
前記第２封止樹脂を形成するのと同時に前記第２の封止樹脂の表面に補強板を埋め込む工程と、
前記第１封止樹脂、前記第２封止樹脂及び前記半導体ウエーハを一括して切断する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被識別物が接触するセンサ面を有する小型の指紋センサ等に用いられる半導体装置及びその製造方法に関し、とくに、センサ面への接触により誘起される半導体基板の変形及び損傷が少ない半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
センサ面に被識別物を接触させて被識別物を認識するセンサ回路を備えた半導体装置が実用されている。例えば、指を接触させて指紋画像を認識する指紋センサ用半導体装置である。
【０００３】
このようなセンサ用半導体装置は、近年、携帯端末にも使用されることから、実装面積が小さいことが求められる。また、携帯電話等の携帯端末を含む汎用的な小型機器に使用される半導体装置として、一層の低コスト化が要求されている。その一方、指等の被識別物を直接センサ面に接触させるという使用環境に適応できる高い信頼性が要求される。
【０００４】
図２１は従来のセンサ用半導体装置の断面図であり、インターポーザを用いて樹脂封止したパッケージの構造を表している。
【０００５】
図２１を参照して、従来のセンサ用半導体装置１１０では、半導体素子１０１の上面をセンサ面１０１ａとするセンサ回路が形成された半導体素子１０１が、インターポーザ１１１上に搭載されている。インターポーザ１１１には多層の配線１１４が形成されており、最上層の配線１１４ａは、ボンディングワイヤ１１２によりセンサ回路の電極１０１ｂと接続されている。そして、半導体素子１０１及びインターポーザ１１１の上面は、封止樹脂１１３により封止されている。なお、封止樹脂１１３には、センサ面１０１ａを表出する開口部１１３ａが開設されており、センサ面１０１ａに被識別物を接触することができる。インターポーザ１１１の下面には、最下層の配線１１４ｂと接続する外部接続用のはんだボール１０５が設けられる。
【０００６】
このセンサ用半導体装置１１０は、センサ回路が形成された半導体素子１０１を曲げ剛性（曲げこわさ）が大きなインターポーザ１１１上に密着して搭載する。このため、センサ面１０１ａに被識別物の接触による押圧があっても半導体素子１０１の湾曲はインタポーザにより抑制され、半導体素子１０１の湾曲は殆ど問題にならない。従って、薄くて曲がり易い半導体素子１０１を用いることができる。また、開口部１１３ａに表出するセンサ面１０１ａを除き、半導体素子１０１の上面及び側面は完全に封止樹脂１１３により被覆されるので、優れた環境汚染耐性を有する。（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００７】
しかし、センサ用半導体装置１１０では、半導体素子１０１より大きなインターポーザ１１１を使用するため、パッケージ面積（センサ用半導体装置１１０の平面面積）を小さくすることが難しい。とくに、センサ用半導体装置１１０をはんだボール１０５を介してマザーボードに実装するときの実装強度を高めるため、配線１１１ａ面積を大きくしてはんだボール１０５との接触面積を大きくする必要があり、インターポーザ１１１を小さくすることは難しい。
【０００８】
また、センサ用半導体装置１１０の製造では、インターポーザ１１１より小さな半導体素子１０１をインターポーザ１１１上に接着して樹脂封止する。このため、個々の半導体素子１０１をインターポーザ１１１上に接着しなければならず、ウエーハレベルでパッケージを行った後に個々のセンサ用半導体装置に分割するいわゆるウエーハレベルパッケージを実現することができない。このため、製造コストが高くなる。
【特許文献１】特開２００４−３１９６７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ウエーハレベルパッケージにより製造することができるセンサ用半導体装置が本発明の発明者により考案され、未公開の特許出願（出願番号：特願２００５−０９３００１号）に開示されている。
【００１０】
図２２は従来の改良されたセンサ用半導体装置の断面図であり、上記ウエーハレベルパッケージにより製造することができるセンサ用半導体装置の構造を表している。
【００１１】
図２２を参照して、この改良されたセンサ用半導体装置１２０は、インターポーザを使用せずに半導体基板１を樹脂封止する。詳細に説明すると、上面にセンサ面１ａを有するセンサ回路が形成され、下面に絶縁層１ｃが形成された半導体基板１が、第１及び第２封止樹脂６、７を用いて樹脂封止されている。第１封止樹脂６は半導体基板１の上面を被覆し、第２封止樹脂７は半導体基板１の下面を被覆する。なお、第１封止樹脂６には、センサ面１ａを表出する開口部６ａが開設されている。
【００１２】
半導体基板１の上面には、センサ回路の電極１ｂが形成されており、下面には絶縁層１ｃを介して再配線技術により形成された配線３が形成されている。そして、半導体基板１を貫通する接続配線２により、電極１ｂと配線３とが接続される。また、配線３上には第２封止樹脂７を貫通して表面から突出する外部端子４が設けられている。この外部端子４の先端に、はんだボール５が形成されている。
【００１３】
このセンサ用半導体装置１２０は、半導体ウエーハ上に複数のセンサ回路を形成し、接続配線２、配線３及び外部端子４を形成した後、ウエーハ上面に第１封止樹脂６を、ウエーハ下面に第２封止樹脂７を圧縮成形法により形成し、その後、ウエーハを個々のセンサ用半導体装置へ分割することで製造することができる。即ち、ウエーハレベルパッケージにより製造することができるので製造コストが安く、かつインターポーザを使用しないので半導体基板１と同じ面積のセンサ用半導体装置を製造することができる。また、環境汚染に対しても上述した従来のセンサ用半導体装置１１０と同等の耐性を有する。
【００１４】
しかし、改良されたセンサ用半導体装置１２０は、インターポーザを使用しないためセンサ面の押圧により湾曲するという問題がある。
【００１５】
図２３は従来のセンサ用半導体装置の実装時の断面図であり、上述した改良されたセンサ用半導体装置１２０を電子機器に実装した構造を表している。
【００１６】
図２３を参照して、センサ用半導体装置１２０は、電子機器内部に取り付けられたマザーボード１１６上に形成された配線１１６ａに、はんだボール１０５により固定され搭載される。そして、電子機器の筐体１１５に、第１封止樹脂６の上面を当接させて固定される。このとき、筐体１１５に開設された開口１１５ａにセンサ面１ａが表出するように位置合わせされる。
【００１７】
この実装では、半導体基板１は、その両端に設けられた外部端子４及びはんだボール５によりマザーボード１１６上に支持される。その結果、センサ面１ａが押圧されると半導体基板１及び第２封止樹脂７に曲げ応力が発生し、半導体基板１が湾曲してしまう。この半導体基板１の湾曲は、センサ面１ａの湾曲を引き起し被識別物の認識を困難にする。例えば、指紋の認識が困難になる。さらに、半導体基板１の湾曲は、半導体基板１の端面からのクラックを誘起することがあり、この端面から発生したクラックがセンサ回路に達して回路を破壊するおそれもある。このため、センサ用半導体装置１２０の信頼性が低下する。
【００１８】
半導体基板１は通常数十μｍ〜３００μｍ程度の厚さであり、かかる曲げ応力による湾曲を抑止する効果は小さく、湾曲の抑制は殆ど第２封止樹脂７に依存している。しかし、センサ用半導体装置１２０の厚さは機器設計上の観点から制限されるため、第２封止樹脂７を厚くして曲げ剛性を大きくすることは難しい。一方、この改良されたセンサ用半導体装置１２０では、インターポーザによる湾曲の抑止がないため、センサ面１ａの押圧荷重に対して十分な曲げ剛性を有することが難しい。
【００１９】
上述したように、インターポーザ１１１を用いた従来のセンサ用半導体装置１１０は、半導体素子１０１に比べて平面積が大きくなるという問題がある。また、ウエーハレベルパッケージができないという問題がある。
【００２０】
また、インタポーザを用いず、半導体基板１の上下を第１及び第２封止樹脂で封止する上述した改良されたセンサ用半導体装置１２０は、センサ面１ａの押圧により半導体基板１が容易に湾曲し、被識別物の誤認あるいは半導体基板１端面からのクラックの発生を引き起こすという問題がある。
【００２１】
本発明は、インターポーザを用いず半導体基板の上下を樹脂封止することでウエーハレベルパッケージが可能なセンサ用半導体装置において、センサ面の押圧による半導体基板の湾曲が小さなセンサ用半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００２２】
また、本発明の他の構成では、かかるウエーハレベルパッケージが可能なセンサ用半導体装置において、半導体基板の湾曲により半導体基板の端面から発生するクラックが半導体基板の内側領域へ伝搬しにくいセンサ用半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記課題を解決するために、本発明の第１構成は、一方の主面に被識別物が接触するセンサ面を有するセンサ回路が形成され、他方の主面に配線が形成された半導体基板と、前記センサ面を表出する開口部を有し、前記開口部を除く前記一方の主面上全面に設けられた第１封止樹脂と、前記他方の主面上全面に設けられた第２封止樹脂と、前記半導体基板を貫通して前記センサ回路と前記配線とを接続する接続配線と、一端が前記配線に接続し、前記第２封止樹脂を貫通して他端が前記第２封止樹脂から突出する外部端子とを有する半導体装置において、
前記半導体基板の前記他方の主面に窪みが形成され、前記第２封止樹脂は前記窪みを埋めて設けられていることを特徴とする半導体装置として構成する。
【００２４】
即ち、本発明の第１構成に係る半導体装置は、既に図２３図を参照して説明した従来の改良されたセンサ用半導体装置の半導体基板の他方の主面（以下「下面」という。）に窪みを設け、この窪みを第２封止樹脂で埋め込む。
【００２５】
この構成では、半導体基板に設けられた窪みに、半導体基板より剛性が高い第２封止樹脂が充填されているから、その分、半導体基板と第２封止樹脂を合わせた曲げ剛性が大きくなる。従って、センサ面の押圧による半導体基板の湾曲が小さい。他に、半導体基板と第２封止樹脂とが溝により噛合い、半導体基板と第２封止樹脂との接着強度が大きいという利点もある。
【００２６】
また、従来の改良されたセンサ用半導体装置では、半導体基板の平坦な下面に熱膨張率の異なる板状の第２封止樹脂が積層されており，温度変化によりバイメタルの原理で半導体基板が湾曲してしまう。本発明の第１構成では、半導体基板と第２封止樹脂との間に、溝が形成された半導体基板とその溝を埋める第２封止樹脂とが混在する層が存在する。この混在する層は、半導体基板と第２封止樹脂との中間の熱膨張率を有するため、半導体基板から第２封止樹脂に至る間の熱膨張率の変化が緩和され（緩くなる。）、バイメタル効果が小さくなるので温度変化による半導体基板の湾曲が抑制される。
【００２７】
上述の第１構成において、窪みは、第２封止樹脂の量を多くして曲げ剛性を大きくする観点から、大きな面積でかつ深く形成することが望ましい。他方、半導体基板の強度は窪みを大きく深くすることで低下する。従って、これらを勘案して、面積と深さを最適に選択することが好ましい。
【００２８】
上述した本発明の第１構成に係る半導体装置は、ウエーハレベルパッケージにより以下の手順で製造することができる。
【００２９】
まず、半導体ウエーハの一方の主面に複数のセンサ回路と、一端がセンサ回路に接続し半導体ウエーハを貫通する接続配線を形成する工程と、次いで、半導体ウエーハの他方の主面に接続配線と接続する配線と、配線上に突出する外部端子を形成する。ここまでは、従来の改良されたセンサ用半導体装置の製造方法と同じである。
【００３０】
次ぎに、半導体ウエーハの他方の主面に窪みを形成する。
【００３１】
その後、半導体ウエーハの一方の主面を被覆する第１封止樹脂及び窪みを埋め込み他方の主面を被覆する第２封止樹脂を例えは圧縮成形により形成する。次いで、半導体ウエーハを個々のセンサ用半導体装置に分割して、半導体装置が製造される。
【００３２】
この製造方法によれば、半導体ウエーハの分割をウエーハ工程の最終工程で行なう、いわゆるウエーハレベルパッケージにより、本発明の第１構成に係る半導体装置を製造することができる。
【００３３】
本発明の第２構成は，一方の主面に被識別物が接触するセンサ面を有するセンサ回路が形成され、他方の主面に配線が形成された半導体基板と、前記センサ面を表出する開口部を有し、前記開口部を除く前記一方の主面上全面に設けられた第１封止樹脂と、前記他方の主面上全面に設けられた第２封止樹脂と、前記半導体基板を貫通して前記センサ回路と前記配線とを接続する接続配線と、一端が前記配線に接続し、前記第２封止樹脂を貫通して他端が前記第２封止樹脂から突出する外部端子とを有する半導体装置において、
前記第２封止樹脂の前記半導体基板から遠い側の面に、補強板を設けたことを特徴とするセンサ用半導体装置として構成する。
【００３４】
即ち、本第２構成に係るセンサ用半導体装置は、図２２を参照して説明した既述の改良された従来のセンサ用半導体装置の第２封止樹脂の下面に、弾性体の補強板が配置されている。
【００３５】
この構成では、センサ面の押圧により誘起される半導体基板及び第２封止樹脂の湾曲を、第２封止樹脂の下面に配置された補強板が抑制する。従って、半導体基板及び第２封止樹脂の湾曲が小さくなる。
【００３６】
上述した第２構成に係るセンサ用半導体装置は、半導体ウエーハの一方の主面に複数の前記センサ回路を形成する工程と、一端が前記センサ回路に接続し前記半導体ウエーハを貫通する前記接続配線を形成する工程と、前記半導体ウエーハの他方の主面に前記接続配線と接続する前記配線を形成する工程と、前記配線上に突出して前記外部端子を形成する工程と、
金型のキャビティに弾性体からなる複数の前記補強板及び前記半導体ウエーハを順次挿入する工程と、圧縮成形により、前記半導体ウエーハの前記一方の主面を被覆する第１封止樹脂及び前記他方の主面を被覆する第２封止樹脂を形成するとともに、前記第２封止樹脂の前記半導体ウエーハから遠い側の面に前記補強板を埋め込む工程と、
前記半導体ウエーハを分割して個々の半導体装置を形成する工程とを有する半導体装置の製造方法により製造することができる。
【００３７】
このセンサ用半導体装置の製造方法では、センサ回路及び外部端子が形成された半導体ウエーハを圧縮成形により樹脂封止する際、金型のキャビテイ底面に、予め各センサ回路に対応する補強板を挿入しておく。これにより、ウエーハの下面を封止する第２封止樹脂の下面（即ち金型のキャビテイ底面に接する面）に、補強板が埋め込まれて取り付けられる。
【００３８】
その後、ウエーハを各センサ回路ごとに分割することで、第２構成に係る半導体装置が製造される。
【００３９】
この半導体装置の製造方法では、ウエーハレベルパッケージにより補強板を有する第２構成に係る半導体装置を製造することができる。
【００４０】
本発明の第３構成は、上述した第１及び第２構成にかかる半導体装置、或いは既述した従来の改良されたセンサ用半導体装置において、半導体基板の外周に沿って形成された枠状の溝を，半導体基板の一方の主面及び他方の主面上に設けたことを特徴として構成する。
【００４１】
この構成では、外周に沿って半導体基板の上下面に枠状の溝が設けられているので、半導体基板の外周側面から発生した半導体基板のクラックの伝搬は枠状の溝で阻止される。このため、センサ面への押圧により半導体基板が湾曲し、この湾曲により半導体基板の側面にクラックが発生しても、センサ回路が形成された半導体基板の内部へクラックが伝搬してセンサ回路が損傷することを抑止することができる。従って、この半導体装置は、曲げに対する信頼性が高い。
【発明の効果】
【００４２】
第１又は第２構成に係る本発明によれば、半導体基板よりも封止樹脂の方を厚くして、センサ用半導体装置の曲げ剛性を大きくするので、センサ面への押圧に基づく半導体基板の湾曲を小さくすることができる。このため、被識別物を平坦なセンサ面で識別することができるので、高い識別精度を実現することができる。
【００４３】
また、第３構成に係る本発明によれば、半導体基板の湾曲に基づき発生するクラックがセンサ回路に伝播することを抑止することができるので、信頼性の高いセンサ用半導体装置を実現することがてきる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
本発明の第１実施形態は、半導体基板の下面（他の主面）に溝が形成されているセンサ用半導体装置、とくに指紋センサとして用いられるセンサ用半導体装置に関する。
【００４５】
図１は本発明の第１実施形態のセンサ用半導体装置断面図である。図２は本発明の第１実施形態のセンサ用半導体装置平面図であり、図１に示すセンサ用半導体装置の半導体基板の下面を下方から見たときの溝の平面形状を表している。なお、本明細書では、半導体基板１のセンサ面が形成される面（一方の主面）を上面、その反対側の面（他の主面）を下面としている。
【００４６】
図１及び図２を参照して、本発明の第１実施形態のセンサ用半導体装置１００は、上面に指紋を画像として取得するセンサ回路が形成された半導体基板１と、その上下面をそれぞれ樹脂封止する第１及び第２封止樹脂６、７とを有する。なお、半導体基板１は、下面に絶縁層１ｃを有する。
【００４７】
半導体基板１は、例えば幅１．５ｃｍ、長さ３ｃｍ、厚さ３００μｍの矩形のシリコン板とその下面に設けられた絶縁層１ｃからなり、その上面中央部にセンサ面１ａを有するセンサ回路が形成されている。センサ回路は、通常使用されている静電容量型の指紋センサであり、センサ面１ａ直下に形成されてセンサ面１ａに置かれた指の指紋を取り込む。なお、絶縁層１ｃは、次ぎに説明する溝８ｃ及び半導体基板１の周縁部分には形成されていない。
【００４８】
半導体基板１の下面（図１の下面）には、窪み８を構成する溝８ａが形成されている。この溝８ａは、互いに直交する２組の平行な溝８ａからなり、この２組の溝８ａはそれぞれ半導体基板１の直交する２辺に平行している。溝８の深さは５０μｍ〜２００μｍ、幅は２０μｍ〜５０μｍ、ピッチ（隣接する２つの溝８の中心線間距離）は幅の２倍とした。なお、溝８は、外部端子４が配置される半導体基板１の４隅を除き形成されている。
【００４９】
半導体基板１の上面に設けられた第１封止樹脂６は、センサ面１ａを表出する開口部６ａを有し、センサ面１ａを除く半導体基板１上面全面を樹脂封止する。半導体基板１の下面に設けられた第２封止樹脂７は、溝８ａを埋め込み、半導体基板１の下面全面（後述の外部端子４形成部分を除く）を樹脂封止する。第１封止樹脂６の厚さは５０μｍ〜１００μｍ、第２封止樹脂の厚さは３０μｍ〜１５０μｍとした。
【００５０】
半導体基板１には、さらに半導体基板１を貫通する接続配線２が設けられる。また、半導体基板１の上面にセンサ回路の入出力用の電極１ｂが形成され、下面に配線３が形成されている。接続配線２は、電極１ｂと配線３とを電気的に接続している。
【００５１】
半導体基板１の下面には、配線３上に、第２封止樹脂７を貫通する柱状電極からなる外部端子４が設けられている。外部端子４の先端（下端）面にはＮｉ又はＡｕからなる保護層金属４ａが設けられる。この外部端子４は、先端が第２封止樹脂７の下面から突出するように形成されており、その先端にははんだボール５が設けられている。従って、センサ回路の入出力は、電極１ｂ、接続配線２、配線３、外部端子４、はんだボール５の経路で外部の回路へ接続される。
【００５２】
本第１実施形態のセンサ用半導体装置１００は、溝８ａを埋め込む第２封止樹脂７の分だけ曲げ剛性が増加するので、センサ面１ａの押圧による半導体基板１の湾曲が小さい。また、溝８ａの深さに相当する層の平均熱膨張率がその上下の半導体基板１及び第２封止樹脂７の中間値になるので、熱膨張率の分布の急激な変化が緩和され温度変化に起因するセンサ用半導体装置１００の湾曲（即ち、半導体基板１の湾曲）が小さくなる。
【００５３】
本第１実施形態において、直交する２組の溝８ａの幅、深さ及びピッチが各組で異なってもよい。これにより、とくに湾曲が大きくなりやすい半導体基板１の長辺方向の曲げ剛性を大きくすることができる。
【００５４】
以下、上述した第１実施形態のセンサ用半導体装置１００の製造方法を説明する。
【００５５】
図３は本発明の第１実施形態のセンサ用半導体装置の製造工程断面図であり、ウエーハレベルパッケージによる製造工程を表している。
【００５６】
まず、図３（ａ）を参照して、シリコンウエーハ１１の上面１１ａに、上面をセンサ面１ａとするセンサ回路及びセンサ回路の入出力電極１ｂを、縦横に行列状に配置して形成する。また、ウエーハ１１下面に、絶縁膜１１ｃを形成する。次いで、センサー回路の電極１ｂの近傍にウエーハ１１及び絶縁層１ｃを貫通するスルーホールを２ａを形成した。
【００５７】
次いで、図３（ｂ）を参照して、ウエーハ１１下面１１ｂの絶縁層１ｃ上に、再配線技術を用いて配線３を形成した。さらに、配線３上に柱状電極からなる外部端子４を形成する。以下、この再配線技術を説明する。
【００５８】
図４は本発明の第１実施形態の再配線形成工程断面図であり、再配線技術を用いてウエーハ１１の下面１１ｂ上に配線３及び外部端子４を形成する工程を表している。なお、図４では、図３（ａ）〜（ｂ）とは上下方向が逆に描かれている。
【００５９】
図４（ａ）を参照して、ウエーハの上面には、センサ回路に接続する電極１ｂ及びウエーハ上面を覆うＰＳＧ層１１ｅ／窒化膜１１ｄの２層からなるカバー膜１１ｆが形成され、下面（１１ａ）にはＰＳＧ層１１ｅ／窒化膜１１ｄの２層からなる絶縁層１１ｃが形成されている。
【００６０】
ついで、カバー膜１１ｆ、ウエーハ１１及び絶縁層１１ｃを貫通するスルーホール２ａを、電極１６近くに形成する。次いで、電極１６上の絶縁層１１ｃに開口を開設したのち、この開口を埋めて絶縁層１１ｃ上に延在しスルーホール２ａを埋め込む接続配線２を電気めっきにより形成した。
【００６１】
次いで、図４（ｂ）を参照して、ウエーハ下面１１ｂのカバー膜１１ｆ上、及びスルーホール２ａの表出面上に、スパッタにより密着金属層１２ａ及び下地金属層１２ｂを順次堆積した。
【００６２】
次いで、図４（ｃ）を参照して、配線３を画定する開口１２ｄを有するレジスト１２ｃを形成し、下地金属層１２ｂを電極とするめっきにより開口１２ｄのパターン形状を有する配線３を形成した。その後、レジスト１２ｃを除去する。
【００６３】
次いで、図４（ｄ）を参照して、配線３及びその外側に表出する下地金属層１２ｂ上に、外部端子４を画定する開口１３ａを有するレジストを形成し、めっきにより開口１３ａを埋める外部端子４を形成する。さらに、必要ならば、外部端子４の先端に、電気めっき又は無電解めっきを用いてＮｉ又はＡｕ等からなるはんだ拡散を阻止する保護金属層４ａを形成してもよい。その後、レジスト１３を除去して、図４（ｅ）を参照して、配線３上に設けられた柱状の外部電極４が形成される。
【００６４】
再び図３に戻り、図３（ｃ）を参照して、ウエーハ１１の下面１１ｂをダイシングブレードを用いて切削し、溝８ａを形成する。なお、溝８ａを他の方法、例えばレーザアブレーション法により形成してもよい。この方法では、溝８ａを任意の平面形状に形成することができる。
【００６５】
次いで、図３（ｄ）を参照して、圧縮成形法により、ウエーハ１１の上面を第１封止樹脂で、下面を第２封止樹脂で樹脂封止する。この、工程を以下に詳細に説明する。
【００６６】
図５及び図６はそれぞれ本発明の第１実施形態の圧縮成形工程断面図（その１）及び（その２）であり、ウエーハレベルパッケージでの樹脂封止工程を表している。図７は本発明の第１実施形態の圧縮成形を説明する図であり、第２封止樹脂から先端が突出するように外部端子が樹脂封止される様子を表している。
【００６７】
図５（ａ）を参照して、初めの圧縮成形で用いられる金型は、下面が平坦な上型２１と、ウエーハ１１より少し大きな下型底部２２ａおよび下型底部２２ａを嵌合して滑入する下型側部２２ｂからなる下型２２とを具える。この下型２２は、下型底部２２ａを下方に移動することで、その上方に下型側部２２ｂで側面が囲まれたキャビティ２２ｃを形成する。  まず、下型２２の上面に、センサ面１ａが形成されたウエーハ１１上面１１ａ（図５中では下方を向く面）を保護するための弾性体からなる下型シート２３ｂを載置する。次いで、下型シート２３ｂ上、キャビティ２２ｃ内に、ウエーハ１１を外部端子４を上向きに挿入する。次いで、キャビティ２２ｃ上に樹脂２４を投入し、その上を弾性体からなる上型シート２３ａを介して上型２１を配置する。
【００６８】
次いで、図５（ｂ）を参照して、上型２１を下側側部２２ｂ上面に押圧し、下型底部２２ａを押し上げてウエーハ１１下面１１ｂを樹脂２４で封止する。この過程を図７を参照して説明する。
【００６９】
図７は本発明の第１実施形態の圧縮形成工程を説明する図であり、図５（ｂ）の樹脂封止工程における外部端子４及びウエーハ１１の下面１１ｂの断面を表している。
【００７０】
図７（ａ）を参照して、ウエーハ１１は上面１１ａ（センサ面１ａが形成された面）を下向きに下型シート２３ｂを介して下型底部２２ａ上に置かれる。ウエーハ１１の下面１１ｂ（外部端子４及び溝８ａが形成された面）は、弾性体の上型シート２３ａを介して上型２１により押圧される。なお、ウエーハ１１下面１１ｂと上型シート２３ａ間に樹脂２４が投入されている。
【００７１】
図７（ｂ）を参照して、下型底部２２ａが上昇して圧縮成形が開始すると、樹脂２４は、狭まったウエーハ１１下面１１ｂと上型シート２３ａ間に広がり、溝８ａを埋め込み、外部端子４の側面を埋めてウエーハ１１下面１１ｂ全面を封止する第２封止樹脂７となる。
【００７２】
このとき、外部端子４の先端は弾性体の上型シート２３ａにめり込むため、外部端子４の先端は樹脂２４（第２封止樹脂７）に埋め込まれず、樹脂２４から突出する。このように、圧縮成形により外部端子４が第２封止樹脂７から突出するように樹脂封止される。なお、ウエーハ１１のセンサ面が形成された上面１１ａは、柔らかい下型シートにより保護されている。
【００７３】
次いで、図５（ｃ）を参照して、金型からウエーハ１１を取り出す。そして、ウエーハ１１の下面１１ｂ（外部端子４の形成面）を封止する樹脂２４（第２封止樹脂７）の、ウエーハ１１外周からはみ出る部分を研削する。次いで、ウエーハ１１の上面１１ａ（センサ面の形成面）を第１封止樹脂６で封止する工程に移行する。
【００７４】
第１封止樹脂６による封止は、図６（ａ）を参照して、下型２２上に弾性体の下型シート２３ｂを置き、キャビティ２２ｃ内にウエーハ１１を下面１１ｂを下向きに挿入する。さらに、ウエーハ１１の上方に樹脂２５を投入し、その上を弾性体の上型シート２３ａを介して上型２１を配置する。
【００７５】
第１封止樹脂６による封止に使用する上型２１は、その下面に複数の凸部２１ａが設けられている。この凸部２１ａは、ウエーハ１１の上面１１ａに形成されたセンサ面１ａの位置に対応しており、第１封止樹脂６に形成される開口部６ａを画定する。
【００７６】
次いで、図６（ｂ）を参照して、上型２１を下型側部２２ｂへ押圧し、下型底部２２ａを上昇して圧縮成形する。樹脂２５は、上型２１の凸部２１ａ間の隙間に流入し、ウエーハ１１の上面１１ａを封止する第１封止樹脂６が形成される。これにより、ウエーハ１１の上面１１ａ及び下面１１ｂが、ウエーハレベルプロセスにより樹脂封止される。
【００７７】
次いで、金型をはずすと、図６（ｃ）を参照して、上下面１１ａ、１１ｂをそれぞれ樹脂２５（第１封止樹脂６）及び樹脂２４（第２封止樹脂７）で封止した図３（ｄ）に示すウエーハ１１が形成される。                                                            
【００７８】
上述した図５〜図６の圧縮成形工程は、ウエーハ１１の下面１１ｂを第２封止樹脂７で封止したのち、上面１１ａを第１封止樹脂６で封止する２工程の圧縮形成工程を必要とする。これを、第１及び第２封止樹脂６、７を同時に圧縮成形することができる。
【００７９】
図８は本発明の第１実施形態の変形した圧縮形成の工程断面図であり、第１及び第２封止樹脂６、７を同時に圧縮成形する工程を表している。
【００８０】
まず、図３（ｃ）に示す下面１１ｂに溝８ａ及び外部端子４が形成されたウエーハ１１を、図８（ａ）を参照して、外部端子４を下に向けて、下型シート２３ｂが敷かれた下型２２のキャビテイ２２ｃ内に挿入する。このとき、下型シート２３ｂとウエーハ１１の間に樹脂２４が挿入されている。次いで、ウエーハ１１上に樹脂２５を、その上に、下面に下型シート２３ａを敷いた上型２１を配置する。なお、これらの下型２２及び上型２１は、図５及び図６を参照して説明した金型と同様のものであり、上型２１の下面には開口部６ａを画定する凸部２１ａが設けられている。
【００８１】
次いで、図８（ｂ）を参照して、上型２１を下型側部２２ｂ上に押止し、下型底部２２ａを上昇する。このとき、ウエーハ１１の上下に置かれた樹脂２４、２５は、それぞれウエーハ１１の上面１１ａ及び下面１１ｂを被覆するように拡がり、図８（ｃ）を参照して、樹脂２５からなる第１封止樹脂６及び樹脂２４からなる第２封止樹脂７が形成される。
【００８２】
この変形した圧縮成形工程によれば、ウエーハ１１の上下面１１ａ、１１ｂを樹脂封止する第１封止樹脂６及び第２封止樹脂７を、一度の圧縮成形により同時に形成することができるので、製造工程が短縮される。
【００８３】
再び図３に戻り、図３（ｅ）を参照して、第２封止樹脂７の下面から突出する外部端子４の先端に、はんだボール５を付着する。以上の工程を経て、図１に示すセンサ用半導体装置１００がウエーハ１１上に製造される。
【００８４】
次いで、図３（ｆ）を参照して、テストボード１６上面に植設された検針１６ａをはんだボール５に接触させ、検針１６ａを介して信号の入出力及び電源電圧の入力を行なうことでセンサ用半導体装置１００をウエーハレベルで試験する。
【００８５】
次いで、図３（ｇ）を参照して（図３（ｇ）は上面１１ａが下向きに描かれている。）、ウエーハ１１の上面１１ａをダイシングテープ１７に貼付し、下面１１ｂからダイシングテープ１７に達するダイシング溝１８を形成する。これにより、ウエーハ１１は分割され、センサ用半導体装置１００が製造される。
【００８６】
以上、図３（ａ）〜（ｇ）の工程を経て、センサ用半導体装置１００がウエーハレベルパッケージを用いて製造される。
【００８７】
本発明の第２実施形態は、第１実施形態のセンサ用半導体装置の溝８ａに代えて、凹部が形成されているセンサ用半導体装置に関する。
【００８８】
図９は本発明の第２実施形態のセンサ用半導体装置断面図である。また、図１０は、本発明の第２実施形態のセンサ用半導体装置平面図であり、半導体基板１を下面（センサ面１ａが形成されていない側の面）から見た図である。
【００８９】
図９及び図１０を参照して、本第２実施形態のセンサ用半導体装置１０１ａは、半導体基板１の下面に、ほぼ十字形の平面形状を有する凹部８ｂが形成されており、第２封止樹脂７がその凹部８ｂを埋めて、外部端子４を除く半導体基板１下面全面を樹脂封止している。なお、この構造は、溝８ａと凹部８ｂの相違を除き、第１実施形態のセンサ用半導体装置１００と同一である。
【００９０】
凹部８ｂは、半導体基板１の周縁及び外部端子４が形成されている４隅を除き、半導体基板１の下面の全面を占めている。凹部８ｂの深さは、第１実施形態のセンサ用半導体装置１００の溝８ａの深さと同じでよい。凹部８ｂをこのような形状にすることで、センサ用半導体装置１００ａの厚さが同じでも、第２樹脂の量を増加させセンサ用半導体装置１００ａの曲げ剛性を大きくすることができる。かかる凹部８ｂは、例えばレーザアブレーションにより形成することができる。もちろん、他の方法、例えばエッチングを用いてもよい。なお、半導体基板１の周縁を除くことで、半導体基板１の強度を大きくして圧縮形成の際の破損を抑止することができる。
【００９１】
本発明の第３実施形態は、第１実施形態のセンサ用半導体装置の溝８ａに代えて、底が閉じた多数の孔が形成されているセンサ用半導体装置に関する。
【００９２】
図１１は本発明の第２実施形態のセンサ用半導体装置断面図であり、図１２中の線ＥＦに沿う断面を表している。また、図１２は、本発明の第２実施形態のセンサ用半導体装置平面図であり、半導体基板１を下面（センサ面１ａが形成されていない側の面）から見た図である。
【００９３】
第３実施形態のセンサ用半導体装置１００ｂは、図１１及び図１２を参照して、半導体基板１の下面（センサ面１ａとは反対側の面）に、多数の孔８ｃが設けられており、第２封止樹脂７がその孔８ｃを埋めて半導体基板１下面のほぼ全面を樹脂封止している。なお、この構造は、溝８ａと孔８ｃの相違を除き、第１実施形態のセンサ用半導体装置１００と同一である。
【００９４】
孔８ａは、第２実施形態のセンサ用半導体装置１００ａの凹部８ｂが形成された領域とほぼ同一領域の全面に形成されている。孔８ｃは、半導体基板１の下面から途中まで形成され、その底面（孔８ｃの先端）は閉じている。かかる孔８ｃは、ドリル等の機械による穿孔、レーザアブレーション或いはエッチングにより形成することができる。
【００９５】
半導体基板１を、例えば幅１．５ｃｍ、長さ３．０ｃｍ、厚さ３００μｍとするとき、孔８ｃの深さを５０μｍ〜２００μｍ、直径を２０μｍ〜５０μｍとし、最隣接間距離を直径の２倍とした。この実施形態では、容易に形成することができる孔８ａを窪み８として利用するので、製造が容易である。
【００９６】
本発明の第４実施形態は、半導体基板を封止する第２封止樹脂の下面に補強板を設けたセンサ用半導体装置に関する。
【００９７】
図１３は本発明の第４実施形態のセンサ用半導体装置断面図であり図１４中のＧＦ断面を表している。図１４は本発明の第４実施形態のセンサ用半導体装置平面図であり、図１３の下方から見たセンサ用半導体装置を表している。
【００９８】
本発明の第４実施形態に係るセンサ用半導体装置２００は、図１３を参照して、第２封止樹脂７の下面に大きな弾性率を有する補強板９を備える。補強板９を除き、他は図２２に示す従来の改良されたセンサ用半導体装置１２０と同様である。
【００９９】
即ち、半導体基板１の上面をセンサ面１ａとするセンサ回路が形成されている。そのセンサ回路の入出力は、電極１ｂに接続し、半導体基板１を貫通する接続配線２を介して半導体基板１の下面に設けられた配線及び外部端子４を通り、外部へ接続される。なお、外部機器との接続のために、外部端子４の先端にはんだボール５が設けられている。
【０１００】
図１３及び図１４を参照して、補強板９は、第２実施形態のセンサ用半導体装置１１０ａの凹部８ｂと同様の平面形状を有し、補強板９の厚さの半ばまで第２封止樹脂７中に埋め込まれている。このような平面形状とすることで補強板９の面積を広くして、曲げ剛性を大きくすることができる。
【０１０１】
補強板９は、弾性率が第２封止樹脂７より大きな材料、例えばＣｕ若しくはＡｌ等の金属又はセラミックスからなり、厚さは例えば５０μｍ〜２００μｍとした。なお、半導体基板１は、幅１．５ｃｍ、長さ３．０ｃｍ、厚さ３００μｍであり、第１封止樹脂６及び第２封止樹脂７の厚さはそれぞれ５０μｍ〜１００μｍ及び３０μｍ〜１５０μｍである。
【０１０２】
上述した第４実施形態のセンサ用半導体装置２００は、以下の工程により製造することができる。
【０１０３】
図１５は本発明の第４実施形態の圧縮形成工程断面図である。図１５（ａ）を参照して、下型２２の上に弾性体からなる下型シート２３ｂを置き、その上のキャビティ２２ｃ内に補強板９を載置する。なお、本第４実施形態で使用する金型は、上型２１、下型２２とも図８を参照して説明した第１実施形態の変形した圧縮成形工程で使用された金型の上型２１、下型２２と同様であり、圧縮形成工程も補強板９を除き同様である。
【０１０４】
次いで、ウエーハ１１を準備する。このウエーハ１１は、第１実施形態のセンサ用半導体装置１００の製造工程における図３（ｂ）に示す工程を終了したもので、上面１１ａにセンサ面１ａを有する複数のセンサ回路が形成され、下面１１ｂに接続配線２を介してセンサ回路に接続する外部端子４が形成されている。
【０１０５】
次いで、樹脂２４、外部端子４を下にしたウエーハ１１、樹脂２５をキャビティ内に順次配置し、さらに、弾性体からなる上型シート２３ａ、上型２１を順次配置する。
【０１０６】
次いで、図１５（ｂ）を参照して、圧縮形成により、ウエーハ１１の上面１１ａを樹脂２５（第１封止樹脂６となる）により封止し、下面１１ｂを樹脂２４（第２封止樹脂７となる）により封止する。
【０１０７】
その結果、図１５（ｃ）を参照して、ウエーハ１１の下面１１ｂを樹脂封止する第２封止樹脂７の下面に、補強板９が密着したウエーハ１１が形成される。この補強板９は、図１５（ｂ）を参照して、外部端子４の先端と同じく、弾性体の下型シート２３ｂ上に置かれているため、圧縮形成の際は下部が下型シート２３ｂ上にめり込み下部は樹脂２４に埋め込まれない。従って、補強板９は、その上部のみが樹脂２４、即ち第２封止樹脂７の下面に埋め込まれ、下部は第２封止樹脂７の外に表出する。
【０１０８】
次いで、ダイシングライン１８ａに沿ってウエーハ１１を分割し、図１５（ｄ）を参照して、個々のセンサ用半導体装置２００が製造される。このように、本第４実施形態のセンサ用半導体装置２００は、ウエーハレベルパッケージにより製造することができる。
【０１０９】
キャビティ２２ｃ内に載置する補強板９を、予めシート状にしておくことで、第４実施形態のセンサ用半導体装置２００をより簡単な工程で製造することができる。
【０１１０】
図１６は本発明の第４実施形態の変形した圧縮形成工程の説明図であり、補強板がシート状に形成された補強シートを用いた工程を表している。なお、図１６（ａ）は補強シート３０の平面図、図１６（ｂ）〜（ｄ）は工程断面図を表している。また、図１６（ａ）では補強板９をハッチングにより表している。
【０１１１】
図１６（ａ）を参照して、本変形した圧縮形成工程では、補強板９がウエーハ１１の外形と同形のプレート枠３０に細い連結部３０ｂにより結合されてシート状に保持される補強シート３０が用いられる。補強板９は、ダイシングライン１８ａにより画定される半導体基板１に対応する行列状に配置され、相互に連結部３０ｂにより連結されている。連結部３０ｂはダイシングで支障を生じないように、細くされる。かかる補強シート３０は、例えば金属板の打ち抜き加工、エッチング加工により、あるいはセラミックスの成形、セラミックス板のレーザ加工等により製造することができる。
【０１１２】
図１６（ｂ）を参照して、下型シート２３を被せた下型２２のキャビティ２２ｃ内に、補強シート３０を挿入し、その上に、樹脂２４、ウエーハ１１、樹脂２５、上型シート２３ａ、上型２１をこの順に配置する。これらは、図１５（ａ）に示す配置の補強板９を補強シート３０に代えた以外は、図１５（ａ）と配置、金型を含め同一である。次いで、圧縮成形により、ウエーハ１１を樹脂封止する。
【０１１３】
図１６（ｃ）を参照して、圧縮成形によりウエーハ１１の上下面がそれぞれ第１封止樹脂６及び第２封止樹脂７により樹脂封止され、その第２封止樹脂７の下面に補強シート３０が埋め込まれる。なお、補強シート３０は、各センサ面１ａの直下に補強板９が位置し、連結部３０ｂがダイシングライン１８に位置するように配置される。
【０１１４】
次いで、外部端子４の先端にはんだボール５を形成した後、ウエーハ１１をダイシングライン１８に沿って分割し、図１６（ｄ）を参照して、個々のセンサ用半導体装置２００ａが製造される。
【０１１５】
このセンサ用半導体装置２００ａは、補強板９に連結部３０の一部（ダイシングされた残りの部分）が付加する他は、先に説明した第４実施形態のセンサ用半導体装置２００と同様である。
【０１１６】
本変形した圧縮形成工程によれば、第２封止樹脂７の下面に補強板を有するセンサ用半導体装置２００ａを、個々の補強板を所定位置に配置することなく、単に一枚の補強シート３０を配置することで形成することができるから、製造工程が簡便である。
【０１１７】
本発明の第５実施形態は、上述した第４実施形態に係るセンサ用半導体装置２００、２００ａの補強板９を、一部の外部端子４に熱的又は電気的に接続したセンサ用半導体装置２００ｂに関する。
【０１１８】
図１７は本発明の第５実施形態のセンサ用半導体装置断面図である。図１７を参照して、第５実施形態では、センサ回路の入出力用電極１ｂへ接続する外部端子４とは別に、半導体基板１の下面の例えば中央付近に、外部端子４と同様にして形成された端子３１が設けられている。この外部端子５は、センサ回路又は外部から所定の電位、例えば接地電位が与えられる。なお、端子３１にはセンサ用半導体装置２００ｂの内部から所定電位が供給されるため、端子３１の先端にはんだボールが形成されていない。外部から直接に所定電位を供給するために、端子３１の先端にもはんだボールを設けることもできる。
【０１１９】
補強板９は、導電性材料、例えばＣｕ若しくはＡｌ又はこれらの合金からなる金属板からなり、第２封止樹脂７の下面に上部を埋設されて取り付けられる。この補強フレート９には、端子３１を貫通するための開口が設けられており、この開口を貫通した端子３１は、導電性接着剤３２を用いて補強板９に電気的に接続されている。
【０１２０】
本第５実施形態に係るセンサ用半導体装置２００ｂは、これら端子３１及び補強板を除き、他の構造は第４実施形態のセンサ用半導体装置２００、２００ａと同様である。
【０１２１】
本実施形態では、補強板９が導電性材料から構成され、接地電位に保持されるから、補強板９による電界遮蔽効果が大きくノイズの少ないセンサ用半導体装置２００ｂとなる。また、Ｃｕ又はＡｌからなる補強板９は熱伝導が大きいから、半導体基板１の熱を端子３１を介して補強板９から放熱することができ、信頼性の高いセンサ用半導体装置２００ｂとなる。
【０１２２】
上述した第５実施形態のセンサ用半導体装置２００ｂにおいて、端子３１及び補強板９を絶縁性の良熱伝導材料、例えばセラミックスで形成することもできる。このとき、導電性接着剤３２に代えて、熱伝導率の大きな接着剤を用いる。この構成により、半導体基板１からの放熱を大きくすることができるので、センサ用半導体装置２００ｂの信頼性が向上する。
【０１２３】
本発明の第６実施形態は、半導体基板の周縁に枠状の溝を有するセンサ用半導体装置に関する。図１８は本発明の第６実施形態のセンサ用半導体装置断面図である。なお、図１８（ａ）はセンサ用半導体装置の断面を、図１８（ｂ）はセンサ用半導体装置の端面近傍の部部拡大断面を表している。
【０１２４】
第６実施形態に係るセンサ用半導体装置３００は、図１８（ａ）を参照して、センサ用半導体装置３００の端面４２近くの半導体基板１の上面及び下面に、それぞれ枠状の溝４１ａ及び枠状の溝４１ｂが設けられている。これらの枠状の溝４１ａ、４１ｂは、半導体基板１の２つの主面に形成された溝からなり、半導体基板１に形成された内部回路（例えばセンサ回路）を囲み、半導体基板１の周辺に沿って設けられる。なお、半導体基板１の上下面のいずれか一方に、枠状の溝４１ａ又は枠状の溝４１ｂを設けることもできる。
【０１２５】
第６実施形態に係るセンサ用半導体装置３００は、上述した枠状の溝４１ａ、４１ｂが半導体基板１に設けられている以外は、図２２に示す従来の改良されたセンサ用半導体装置１２０と同様である。
【０１２６】
図１８（ｂ）を参照して、本第６実施形態に係るセンサ用半導体装置３００では、センサ面１ａが押圧されて湾曲し、センサ用半導体装置３００の端面４２に表出する半導体基板１の端面に応力が集中してここからクラックが発生しても、クラックはその先端が枠状の溝４１に達すると進行が阻止され、枠状の溝４１を超えて半導体基板１の内部（内部回路の形成領域を含む中央部分）へ侵入することができない。このため、センサ面１ａの押圧に対して信頼性の高いセンサ用半導体装置３００となる。
【０１２７】
かかるセンサ用半導体装置３００は、以下の工程により製造することができる。
【０１２８】
図１９は本発明の第６実施形態のセンサ用半導体装置の製造工程断面図であり、ウエーハのダンシングライン近傍の断面を表している。
【０１２９】
第６実施形態に係るセンサ用半導体装置３００の製造では、まず、第１実施形態で説明した図３（ｂ）の工程を経て形成されたウエーハ１１を準備する。
【０１３０】
次いで、図１９（ａ）を参照して、半導体基板１を画定するダイシングライン１８ａの両側にダイシングライン１８ａに沿って枠状の溝４１ａ、４１ｂを形成する。この枠状の溝４１ａ、４１ｂは、ダイシングソーのブレード１９の走査により形成することができる。また、枠状の溝４１ａ、４１ｂは、ウエーハ１１の上面１１ａ及び下面１１ｂからそれぞれ対向する位置に設けられる。
【０１３１】
図２０は本発明の第６実施形態のウエーハの平面図であり、ウエーハに形成された枠状の溝の平面形状を表している。図２０を参照して、ウエーハには、ダイシングライン１８ａにより画定されるセンサ用半導体装置３００が縦横に配置されている。枠状の溝４１は、ダイシングライン１８ａの両側に平行に形成される。その結果、枠状の溝４１は、センサ用半導体装置３００の周縁を縁取る矩形状の平面形状を呈する。
【０１３２】
なお、ダイシングソーに代えて、レーザアブレーション又はエッチングを用いて枠状の溝４１を形成してもよい。
【０１３３】
次いで、図１９（ｂ）を参照して、ウエーハ１１の上面１１ａを封止する第１封止樹脂６及び下面１１ｂを封止する第２封止樹脂７を圧縮成形により形成する。この圧縮成形は、図５〜６又は図８と同様の工程によることができる。この結果、枠状の溝４１ａ、４１ｂは第１及び第２封止樹脂６、７により埋め込まれる。
【０１３４】
次いで、図１９（ｃ）を参照して、第１及び第２封止樹脂６、７で封止されたウエーハ１１をダイシングライン１８ａからダイシングソーのブレートで切断する。このとき、ダイシング溝１８の両側に、それぞれ１個の枠状の溝４１ａ及び１個の枠状の溝４１ｂが存在する。この結果、図１９（ｄ）を参照して、半導体基板１（切断されたウエーハ１１）の上下面に、端面４２に沿って枠状の溝４１ａ、４１ｂが設けられたセンサ用半導体装置３００が製造される。
【０１３５】
このように、第６実施形態に係るセンサ用半導体装置３００は、ウエーハレベルパッケージにより製造することができる。
【０１３６】
上述した第６実施形態において、外部端子４の先端にはんだボールを設けることもできる。かかるセンサ用半導体装置は、図１９（ｂ）に示す樹脂封止の工程を終了した後、第２封止樹脂から突出する外部端子４の先端にはんだボールを設け、その後、ウエーハ１１を分割することで製造することができる。
【０１３７】
上述した本明細書には、以下の付記記載の発明が開示されている。
（付記１）一方の主面にセンサ面を有するセンサ回路が形成され、他方の主面に配線が形成された半導体基板と、
前記センサ面を表出する開口部を有し、前記開口部を除く前記一方の主面上全面に設けられた第１封止樹脂と、
前記他方の主面上全面に設けられた第２封止樹脂と、
前記半導体基板を貫通して前記センサ回路と前記配線とを接続する接続配線と、
一端が前記配線に接続し、前記第２封止樹脂を貫通して他端が前記第２封止樹脂から突出する外部端子とを有する半導体装置において、
前記半導体基板の前記他方の主面に窪みが形成され、前記窪みには前記第２封止樹脂が埋め込まれていることを特徴とする半導体装置。
（付記２）前記窪みは、複数の溝からなることを特徴とする付記１記載のセンサ用半導体装置。
（付記３）前記窪みは、前記半導体基板の周縁部及び前記配線の形成領域を除く前記他方の主面のほぼ全面に形成された凹部からなることを特徴とする付記１記載のセンサ用半導体装置。
（付記４）前記窪みは、先端が閉じた複数の孔からなることを特徴とする付記１記載のセンサ用半導体装置。
（付記５）一方の主面にセンサ面を有するセンサ回路が形成され、他方の主面に配線が形成された半導体基板と、
前記センサ面を表出する開口部を有し、前記開口部を除く前記一方の主面上全面に設けられた第１封止樹脂と、
前記他方の主面上全面に設けられた第２封止樹脂と、
前記半導体基板を貫通して前記センサ回路と前記配線とを接続する接続配線と、
一端が前記配線に接続し、前記第２封止樹脂を貫通して他端が前記第２封止樹脂から突出する外部端子とを有するセンサ用半導体装置において、
前記第２の封止樹脂の前記半導体基板と対向する面とは反対の面に、補強板が設けられていることを特徴とするセンサ用半導体装置。
（付記６）前記補強板は、導電体又は熱伝導体からなり、前記第２封止樹脂を貫通して一旦が前記半導体基板の前記他方の主面に接続された端子に接続されることを特徴とする付記５記載のセンサ用半導体装置。
（付記７）一方の主面にセンサ面を有するセンサ回路が形成され、他方の主面に配線が形成された半導体基板と、
前記センサ面を表出する開口部を有し、前記開口部を除く前記一方の主面上全面に設けられた第１封止樹脂と、
前記他方の主面上全面に設けられた第２封止樹脂と、
前記半導体基板を貫通して前記センサ回路と前記配線とを接続する接続配線と、
一端が前記配線に接続し、前記第２封止樹脂を貫通して他端が前記第２封止樹脂から突出する外部端子とを有する半導体装置において、
前記半導体基板の前記一方の主面及び他方の主面には外周に沿って枠状の溝が形成されていることを特徴とする半導体装置。
（付記８）前記枠状の溝は、前記半導体基板の端面より同一の距離に設けられることを特徴とする付記７記載の半導体装置。
（付記９）半導体ウエーハの一方の主面に複数のセンサ回路を形成する工程と、
一端が前記センサ回路に接続し前記半導体ウエーハを貫通する接続配線を形成する工程と、
前記半導体ウエーハの他方の主面に前記接続配線に接続する配線を形成する工程と、
前記配線上に外部端子を形成する工程と、
前記半導体ウエーハの前記他方の主面に窪みを形成する工程と、
前記半導体ウエーハの前記一方の主面を被覆する第１封止樹脂を形成する工程と、
前記半導体ウエーハの前記窪みを埋め込み前記他方の主面を被覆する第２封止樹脂を形成する工程と、
前記第１封止樹脂、前記第２封止樹脂及び前記半導体ウエーハを一括して切断する工程とを有することを特徴とする付記１記載の半導体装置の製造方法。
（付記１０）前記窪みはダイシングソーを用いて形成することを特徴とする付記９記載のセンサ用半導体装置の製造方法。
（付記１１）前記窪みはレーザアブレーション法により形成することを特徴とする付記９記載の半導体装置の製造方法。
（付記１２）半導体ウエーハの一方の主面に複数のセンサ回路を形成する工程と、
一端が前記センサ回路に接続し前記半導体ウエーハを貫通する接続配線を形成する工程と、
前記半導体ウエーハの他方の主面に前記接続配線に接続する配線を形成する工程と、
前記配線上に外部端子を形成する工程と、
前記半導体ウエーハの前記一方の主面を被覆する第１封止樹脂を形成する工程と、
前記半導体ウエーハの前記窪みを埋め込み前記他方の主面を被覆する第２封止樹脂を形成する工程と、
前記第２封止樹脂を形成するのと同時に前記第２の封止樹脂の表面に補強板を埋め込む工程と、
前記第１封止樹脂、前記第２封止樹脂及び前記半導体ウエーハを一括して切断する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
本発明は、押圧されるセンサ面を有するセンサ用半導体装置、例えば指紋センサ用半導体装置に適用することで、認識率及び信頼性が高い半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】本発明の第１実施形態のセンサ用半導体装置断面図
【図２】本発明の第１実施形態のセンサ用半導体装置平面図
【図３】本発明の第１実施形態のセンサ用半導体装置の製造工程断面図
【図４】本発明の第１実施形態の再配線形成工程断面図
【図５】本発明の第１実施形態の圧縮成形工程断面図（その１）
【図６】本発明の第１実施形態の圧縮成形工程断面図（その２）
【図７】本発明の第１実施形態の圧縮成形を説明する図
【図８】本発明の第１実施形態の変形した圧縮成形の工程断面図
【図９】本発明の第２実施形態のセンサ用半導体装置断面図
【図１０】本発明の第２実施形態のセンサ用半導体装置平面図
【図１１】本発明の第３実施形態のセンサ用半導体装置断面図
【図１２】本発明の第３実施形態のセンサ用半導体装置平面図
【図１３】本発明の第４実施形態のセンサ用半導体装置断面図
【図１４】本発明の第４実施形態のセンサ用半導体装置平面図
【図１５】本発明の第４実施形態の圧縮成形工程断面図
【図１６】本発明の第４実施形態の変形した圧縮成形工程の説明図
【図１７】本発明の第５実施形態のセンサ用半導体装置断面図
【図１８】本発明の第６実施形態のセンサ用半導体装置断面図
【図１９】本発明の第６実施形態のセンサ用半導体装置の製造工程断面図
【図２０】本発明の第６実施形態のウエーハの平面図
【図２１】従来のセンサ用半導体装置の断面図
【図２２】従来の改良されたセンサ用半導体装置の断面図
【図２３】従来のセンサ用半導体装置の実装時の断面図
【符号の説明】
【０１４０】
１  半導体基板
１ａ、１０１ａ  センサ面
１ｂ、１０１ｂ  電極
１ｃ、１１ｃ  絶縁層
２  接続配線
２ａ  スルーホール
３、１１１ａ  配線
４  外部端子
４ａ  保護金属
５、１０５  はんだボール
６  第１封止樹脂
６ａ、１１３ａ  開口部
７  第２封止樹脂
８  窪み
８ａ  溝
８ｂ  凹部
８ｃ  孔
９  補強板
１１  ウエーハ
１１ａ  上面
１１ｂ  下面
１１ｄ  ＳｉＮ層
１１ｅ  ＰＳＧ層
１１ｆ  カバー膜
１２ａ  密着金属層
１２ｂ  下地金属層
１２ｃ、１３  レジスト
１２ｄ、１３ａ  開口
１６  テストボード
１６ａ  検針
１７  ダイシングテープ
１８  ダイシング溝
１８ａ  ダンシングライン
１９  ブレード
２１  上型
２１ａ  凸部
２２  下型
２２ａ  下型底部
２２ｂ  下型側部
２２ｃ  キャビティ
２３ａ  上型シート
２３ｂ  下型シート
２４、２５  樹脂
３０ａ  補強シート
３０ｂ  連結部
３０ｃ  プレート枠
３１  端子
３２  導電性接着剤
４１ａ、４１ｂ、４１  枠状の溝
４２  端面
４３  クラック
１００、１００ａ、１００ｂ、１１０、１２０、２００、２００ａ、２００ｂ  センサ用半導体装置
１０１  半導体素子
１１１  インターポーザ
１１３  封止樹脂
１１４、１１４ａ、１１４ｂ  配線
１１５  筐体
１１５ａ  開口
１１６  マザーボード
１１６ａ  配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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